Transkraniyal Manyetik Stimülasyon ile İnsan Motor Sisteminde İşlevsel Olarak Spesifik Nöral Yolların Ölçülmesi ve Manipüle Edilmesi

Bu teknik, psikiyatrik ve nörolojik bozukluklarda beyin devrelerinin nasıl ters gittiğine dair içgörü sağlar. Ve davranışları geliştirmek için bu işlevsiz devreleri onarmak için beyin aktivitesini nasıl manipüle edebileceğimizi. Doğrudan aktive ve beyin uyarılabilirlik ve devre inhibe ederek, bu teknik gözlem den nedensellik nöro-bilimsel odak kayması sağlar, ve beyin ve davranış daha derin bir anlayış sağlar.

Non-invaziv beyin stimülasyonu hem değerlendirmek ve birçok nörolojik bozuklukları tedavi etmek için kullanılabilir ve tanı ve tedavileri geliştirmeye yardımcı olabilir, beyin davranış bağlantıları daha sofistike modellere dayalı. Bu yöntem sadece motor sistemdeki değiştirilmiş bağlantı kalıplarını etkisiz hale koymakla kalmıyor, aynı zamanda fizyolojik yaşlanma, psikiyatrik ve nörolojik bozukluklarla ilişkili bilişsel ağlarda da etkisiz hale getirebilir. TMS ve MRG'ye sağ el ve kontrendikasyonlar için katılımcıların taranmasından sonra, her katılımcıyı çalışma hedefleri, prosedürleri ve yerel kurumsal inceleme kurulu tarafından onaylanan riskler hakkında bilgilendirin ve yazılı onay alın.

EMG elektrotlarının yerleştirilmesi için, katılımcının deneysel sandalyede rahatça oturmasını sağlayın, her iki kolu da rahat bir pozisyonda desteklensin ve uyarılma sırasında baş hareketini minimumda tutmak için çene istirahati sağlayın. Ilgi kas üzerinde cildi temizlemek için hafif bir aşındırıcı kullanın. Bir karın tendon elektrot aranjmanı kullanarak, bir tek kullanımlık gümüş klorür elektrot göbek kas yerleştirin, ve katılımcının her iki elinde bir referans sitesi olarak yakındaki bir kemik işareti başka.

Sonra sahipleri stiloid süreci için bir zemin elektrot bağlayın, sonra tam bir temas onaylamak için ciltteki her elektrot arasında kontrol edin. Gerektiğinde cilt yüzeyi temasını geliştirmek için elektrot yüzeyine bant yerleştirmek. TMS oturumundan önce, katılımcıların yapısal MRI taraması bir nöro-navigasyon sistemine yükleyin.

Tarama nın içinde, M-one'a karşılık gelen anatomik simgesel yapıyı ele bir yörünge işareti yerleştirin. Sol precentral girus orta sagital çizgiden 45 derece, ve merkezi sulkus yaklaşık dik. Nöro-navigasyon sistemi ile anatomik simgeyi kaydedin ve adlandırın ve motorsuz alanın üzerine ikinci bir yörünge işareti yerleştirin.

Sonra nöro navigasyon sistemi ile ikinci konumu kaydedin ve adlandırın. İlk olarak, her TMS bobinini kalibrasyon bloğuyla kalibre edin ve izleyicinin deneme süresince görünümünde olacak şekilde baş izleyiciyi katılımcının kafasına güvenli bir şekilde yerleştirin. Katılımcıların kafasındaki anatomik işaretleri nöro-navigasyon sistemine kaydedin.

Bobin iki ile lokalize ve eşik için, ilk pozisyonda bobin merkezi hedef M-one konumu üzerinde konumlandırmak, beyinde bir posterior-anterior akım yönünü neden etmek. Hedef kas aktivasyonu için en uygun yeri bulmak için, m-one için makinelerin maksimum uyarıcı çıkış% 30 bakliyat teslim ve teslim stimülasyon bir kas seğirmesi üretir olup olmadığını gözlemlemek. Veri toplama sistemi tarafından görüntülenen kas aktivitesinden EMG elektrotları ile kaydedilen motor uyarılmış potansiyelin genliğini belirleyin.

Motoruyarılmış bir potansiyel veya görünür bir kas seğirmesi gözlenmezise, uyarıcı çıkışını %5'lik artışlarla artırmaya devam edin. Bir yanıt gözlendiğinde, en düşük yoğunluğa adım adım bir şekilde yoğunluğu nu düşürün, en az 50 mikro volt genlik ile 10 motor uyarılmış potansiyel yanıttan en az beş üretir, katılımcı istirahat motor eşiğini belirlemek için yan yana iken. Bobin M-1 ile lokalize ve eşik için, en uygun stimülasyon konumunu belirlemek için M-one bobinini kullanın.

En az bir milivolt motor uyarılmış potansiyelleri oluşturmak için gerekli en düşük uyarıcı yoğunluğunu belirlemek, hedef el kası 10 denemelerbeş, kas tamamen rahat olduğunda. Sonra işaretlemek ve M-one bobin konumunu kaydedin, nöro-navigasyon sistemi içinde. Katılımcı dinlenme durumundayken çift siteli TMS için, şekil sekiz şekilli bobinleri iki ayrı TMS uyarıcıya bağlayın.

M-one bobini ile M-1 üzerinde test uyaranları teslim ve bobin iki ile ilgi diğer alana klima uyaranları teslim. Bobin iki için koşullandırma uyarıcı için maksimum uyarıcı çıkış yoğunluğu yüzdesi belirlemek gösterildiği gibi. Test uyarıcı için, hedeflenen quiescent el kası yaklaşık bir milivolt motor uyarılmış potansiyel genlikleri ortaya çıkarır önceden belirlenmiş yoğunluğu kullanın, ve klima ve test uyaranları arasında hassas interstimulus aralığı ayarlayın.

M-one bobinini sol M-1'in üzerine yerleştirin ve bobini diğer ilgi alanının üzerine yerleştirin. M-one bobini ile test uyaranları tek başına denemeler teslim. Eşleştirilmiş darbe denemeleri için, her deneme için dört saniyelik veri toplama süpürme kullanarak, bir saniye inter-deneme aralığı takip bobin iki ile klima uyaranları ve önceden belirlenmiş interstimulus aralığında M-one bobini test uyaranları takip teslim.

Programı TMS darbelerine teslim etmek için, sağlanan kontrol yazılımı için TMS makinesindeki tetik düğmesini kullanın veya harici denetleyiciden özel yapım kodlama komut dosyasını kullanın. Daha önce açıklanan yöntemi kullanarak, M-one'a bağlı farklı kortikal alanlar arasındaki işlevsel etkileşimleri ancak ağı meşgul eden bir görevin hazırlık aşamasında inceleyin. Özel yapım kodlama komut dosyası kullanarak kısa süreler boyunca iki farklı kortikal alana tekrarlanan monophasik darbeler çiftleri sunmak için, uyarıcı başına 8,3 dakika boyunca 0,2 hertz'de 100 çift uyaran oluşturun.

M-one durumuna deneysel cPAS için, bobin iki ile motor olmayan alan üzerinde her uyaran çiftinin ilk darbe teslim, M-one bobin i mizle M-one üzerinde ikinci darbe teslim etmeden önce, beş milisaniye bir interstimulus aralığı ile. Her iki bobin için darbe yoğunluğu, daha önce eşik ve lokalizasyon sırasında belirlenmelidir. M-one bobini ile bazal kortikospinal ölçümler aldıktan sonra, CPAS'tan sonra farklı zamanlarda M-one bobini ile kortikospinal ölçümler alınarak TMS'nin beyin uyarılabilirliği üzerindeki etkisinin zaman seyrini inceleyin.

Burada, tms tarafından koşulsuz bir test için ilk dorsal interosseous kas ortaya çıkan temsili bir motor uyarılmış potansiyel yanıt boyutu, ya da arka parietal korteksten koşullu uyarıcı, katılımcı istirahat iken, ya da bir hedef planlama gösterildiği gibi bir nesneye eylem kavrayarak yönlendirilen. Istirahatte, posterior parietal korteks ipsilateral M-one üzerinde inhibitör etkisi uygular, MEP genlikleri azalma gösterildiği gibi, PPC üzerinden teslim bir alt eşik klima uyarıcı tarafından potentiated, Beş milisaniye önce M-one üzerinde süper eşik test uyarıcı. Bir kavrama eylem hazırlanması sırasında, posterior parietal korteksten dinlenme bu net inhibitör sürücü, kolaylaştırma geçmek.

Motor uyarılmış potansiyel genliklerin normalleştirilmesi her durum için tek başına denemeler test etmek, ve motor uyarılmış potansiyel genlik için bir oran olarak çizilmesi posterior parietal korteks M-one etkileşimi dinlenme kolaylaştırılmış olduğunu ortaya koymaktadır, bir nesne yönelimli kavrama yı planlarken. Bu analizde, cPAS protokolünün uygulanması sırasında motor uyarılmış potansiyel genliklerde değişiklikler gözlemlenebilir. Posterior parietal korteks ve M-one eşleştirilmiş stimülasyon tarafından indüklenen motor uyarılmış potansiyel genlikler, yavaş yavaş stimülasyon protokolü sırasında zaman içinde artmıştır, parietal-motor bağlantı düzeyinde plastik etkileri düşündüren, M-one kortikospinal nöronlar veya her ikisi.

Motor uyarılmış potansiyel genliklerin boyutu cPAS protokolünden 10 dakika sonra artarak, arka parietal korteks ve M-one üzerinde tekrarlanan kortikal uyaran çiftleri verildikten sonra etkileri sonrası motor uyarılabilirliğin indüklenmiş olduğunu düşündürmektedir. Bu protokol diğer beyin bölgelerine uygulanabilir veya kortikal bağlantı ve biliş üzerindeki etkisini incelemek için beyin görüntüleme ile birlikte kullanılabilir, duyusal algı ve ruh hali. Bu çift görme protokollerinin standartlaştırılması, deneysel tasarımda iyileştirmeler ve hedeflenen tedavilerin optimizasyonuna olanak sağlayacaktır.

Nörolojik ve psikiyatrik bozukluklarda morbidite ve bozuklukların azaltılması.